1、某某大學(xué)課程設(shè)計（論文）課程名稱：礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)課程設(shè)計題 目：45×104t/a礦井單翼對角式通 風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計院 （系）： 專業(yè)班級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2013年 7月 ? 日前言礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計是學(xué)完礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)課程后進行，是學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。通過課程設(shè)計使學(xué)生獲得以下幾個方面能力，為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。 1進一步鞏固和加深我們所學(xué)礦井通風(fēng)理論知識，培養(yǎng)我們設(shè)計計算、工程繪圖、計算機應(yīng)用、文獻查閱、運用標準與規(guī)范、報告撰寫等基本技能。 2培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力及獨立分析和解決工程

2、實際的能力。 3培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、嚴肅認真的治學(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)。 依照老師精心設(shè)計的題目，按照大綱的要求進行，要求我們在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成計算，繪圖及編寫說明書等全部工作。 設(shè)計中要求嚴格遵守和認真貫徹行業(yè)各種規(guī)范以及國家制定的有關(guān)冶金工業(yè)的方針政策，設(shè)計力爭做到分析論證清楚，論據(jù)確鑿，并積極采用切實可行的先進技術(shù)，力爭使自己的設(shè)計達到較高水平。文檔可自由編輯打印目錄1.擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)11.1進、回風(fēng)井的布置11.1.1進、回風(fēng)井的布置原則11.1.2布置形式的選擇21.2礦井通風(fēng)方式及主扇安裝地點的選擇21.2.1典型通風(fēng)方式及特點21.2.2

3、選擇通風(fēng)方式的規(guī)則31.2.3主扇的安裝地點選擇32. 全礦總風(fēng)量的計算32.1作業(yè)面位置及數(shù)量32.2回采天井鑿巖需風(fēng)量計算42.3電耙道需風(fēng)量計算52.4出礦平巷需風(fēng)量計算52.5采準、切割作業(yè)面需風(fēng)量計算52.6開拓工程需風(fēng)量計算62.7礦井總需風(fēng)量計算63. 風(fēng)量分配及風(fēng)速校核73.1風(fēng)量分配的原則73.2風(fēng)量分配的方法83.3風(fēng)速校核94. 計算礦井總阻力105.選擇扇風(fēng)機125.1扇風(fēng)機工作風(fēng)量計算125.2扇風(fēng)機工作風(fēng)壓計算135.3選擇扇風(fēng)機135.3.1初選風(fēng)機145.3.2確定扇風(fēng)機146.電機功率計算及選擇166.1計算扇風(fēng)機輸入功率166.2計算電機功率177. 局部通

4、風(fēng)、通風(fēng)構(gòu)筑物177.1局部通風(fēng)177.2通風(fēng)構(gòu)筑物18結(jié)語19參考文獻201.擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)該礦體走向長430m，開采深度為500m，屬于長度短，采深較深礦體，由于統(tǒng)一通風(fēng)具有以下一些突出優(yōu)點：進風(fēng)井、回風(fēng)井?dāng)?shù)量少，投資少，便于管理，比較適合于難以增加進、出風(fēng)井的礦井采用。特別是深礦井，開拓風(fēng)井的工程量較大。但也不同程度的存在一些缺點，如網(wǎng)路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，漏風(fēng)多，風(fēng)阻大，供風(fēng)量大，導(dǎo)致通風(fēng)電耗比較高。經(jīng)綜合考慮選用統(tǒng)一通風(fēng)，經(jīng)權(quán)衡利弊，最終選擇統(tǒng)一通風(fēng)。1.1進、回風(fēng)井的布置1.1.1進、回風(fēng)井的布置原則1） 每個通風(fēng)系統(tǒng)至少要有一個可靠的進風(fēng)井和一個可靠地回風(fēng)井。2） 一般情況下，為節(jié)省開拓

5、工程量，大都均以人行運輸?shù)阑蚬藁\提升井兼做進風(fēng)井。3） 箕斗井和混合井不宜做進風(fēng)井。4） 每個礦井都必須設(shè)置一個以上的專用回風(fēng)井。按照進風(fēng)井和回風(fēng)井的相對位置，其布置形式可以分為中央式、對角式、和混合式三類，其優(yōu)缺點和適用條件如下：中央式布置的優(yōu)點是基建費用少，投產(chǎn)快，地面建筑物集中，便于管理，井筒延深方便。缺點是進、回風(fēng)井比較領(lǐng)近，兩者間壓差較大，故進、回風(fēng)井之間，以及井底車場漏風(fēng)較大，特別是前進式開采時漏風(fēng)更為嚴重；風(fēng)流線路為折返式，風(fēng)流路線長，且變化大，這樣不僅壓差大，而且在整個礦井服務(wù)期間，壓差變化范圍較大。中央式布置多用于開采層狀礦床。金屬礦山礦體走向不太長，要求早期投產(chǎn)，或受地形地

6、質(zhì)條件限制、兩翼不宜開掘風(fēng)井時，可采用中央式布置風(fēng)井。對角式布置的優(yōu)點是風(fēng)流路線是直向式，路線比較短，長度變化不大，因此不僅壓差小，而且在整個礦井服務(wù)期間壓差變化范圍較小，漏風(fēng)少，污風(fēng)出口距工業(yè)場地較遠。缺點是投產(chǎn)慢，地面建筑物不集中不利于管理，金屬礦山多用對角式布置。混合井的特點是進、回風(fēng)井?dāng)?shù)量較多，通風(fēng)能力大，布置比較靈活，適用于井田范圍大，開采多個分散礦體，地表地形復(fù)雜，生產(chǎn)規(guī)模較大的礦井。1.1.2布置形式的選擇由于該金屬礦體開采較深，走向較短，礦量集中，整個開采范圍不大，再結(jié)合三種布置形式的優(yōu)缺點，在本次設(shè)計中設(shè)計采用單翼對角式布置形式。1.2礦井通風(fēng)方式及主扇安裝地點的選擇1.2.

7、1典型通風(fēng)方式及特點礦井通風(fēng)方式及井下壓力狀態(tài)，取決于主扇安裝地點與工作方式，典型的通風(fēng)方式有壓入式、抽出式、壓抽混合式三種，其特點如下：1） 壓入式通風(fēng)壓入式通風(fēng)的優(yōu)點是采用專用進風(fēng)井壓入新風(fēng)，風(fēng)流不受污染，風(fēng)質(zhì)好；在北方寒冷地區(qū)，可使主提升井處于出風(fēng)狀態(tài)，溫暖的上行漏風(fēng)對提升井冬季防凍有益。缺點是為防止壓入的新風(fēng)從人行、運輸、提升等井巷往外漏，需在這些井巷中安裝風(fēng)門堵漏，風(fēng)門與人行運輸沖突較大，管理較難。由于集中進風(fēng)，進風(fēng)段阻力大、電耗大、風(fēng)壓高、漏風(fēng)多。而在用風(fēng)段和回風(fēng)段，由于風(fēng)路多，風(fēng)流分散，壓力梯度較小，易受自然風(fēng)流干擾而發(fā)生風(fēng)流反向。2） 抽出式通風(fēng)抽出式通風(fēng)的優(yōu)點是回風(fēng)段負壓梯度

8、高，可使各作業(yè)面的污濁風(fēng)流迅速向回風(fēng)道集中，煙塵不易向其他巷道擴散，排出速度快。由于風(fēng)流調(diào)控設(shè)施均安裝于回風(fēng)道中，不妨礙運輸、行人，管理方便，控制可靠。缺點是當(dāng)回風(fēng)系統(tǒng)不嚴密時，容易造成短路吸風(fēng)，特別是當(dāng)采用崩落法開采，地表有塌陷區(qū)與采空區(qū)相連同的情況下更為嚴重。3） 壓抽混合式通風(fēng)壓抽混合式通風(fēng)的優(yōu)點是在進風(fēng)段和回風(fēng)段均利用主扇控制風(fēng)流，使整個通風(fēng)系統(tǒng)在較高的壓力梯度作用下，驅(qū)使風(fēng)流沿指定路線流動，故排煙快，漏風(fēng)少，也不容易受自然風(fēng)流干擾而造成風(fēng)流反向，尤其是利用零壓區(qū)附近，讓漏風(fēng)隨著壓差的降低而減少，可以有效的解決漏風(fēng)問題。缺點是所需設(shè)備較多，投資大，管理復(fù)雜。1.2.2選擇通風(fēng)方式的規(guī)則

9、在一般情況下，抽出式通風(fēng)應(yīng)用廣泛，其優(yōu)點主要是無需在主要進風(fēng)道安設(shè)控制風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，便于運輸、行人和通風(fēng)管理工作，考慮各種因素，最終決定在本次設(shè)計中選采用抽出式通風(fēng)。1.2.3主扇的安裝地點選擇礦井大型主要扇風(fēng)機一般安裝在地表，這樣地表安裝、檢修和管理都比較方便；當(dāng)井下發(fā)生火災(zāi)時，便于采取停風(fēng)、反風(fēng)或控制風(fēng)量等通風(fēng)措施；井下發(fā)生災(zāi)變事故時，地面主扇比較安全可靠，不宜受到損害。其缺點是井口密閉、反風(fēng)裝置和風(fēng)筒的短路漏風(fēng)較大；當(dāng)?shù)V井較深，工作面距主扇較遠，沿途漏風(fēng)量較大時，在下列情況下，主扇可安裝于井下：1） 在采用壓入式（或抽出式）通風(fēng)的礦井，但專用進風(fēng)井（或?qū)Ｓ没仫L(fēng)井）附近地表漏風(fēng)較大，為

10、了減少密閉工程和提高有效風(fēng)量率，主扇可安裝在井下進風(fēng)段（或回風(fēng)段）內(nèi)。2） 在建筑坑內(nèi)扇風(fēng)機房可能比地表扇風(fēng)機房經(jīng)濟時，可選擇將扇風(fēng)機放在巷道中。3） 當(dāng)?shù)乇頍o適當(dāng)位置或地基下不宜建筑扇風(fēng)機房時，可考慮將扇風(fēng)機房建在井下。由于本次設(shè)計中無上述一些特殊情況，所以采用將主扇安裝在地表。2. 全礦總風(fēng)量的計算礦井通風(fēng)系統(tǒng)的作用，在于供給井下工作面必要的新鮮空氣，以稀釋并排除有毒有害氣體和粉塵，創(chuàng)造良好的勞動條件，保證井下人員身體健康，提高勞動生產(chǎn)率。因此，正確計算需風(fēng)量、合理確定供風(fēng)量是礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的主要環(huán)節(jié)，是進一步計算礦井通風(fēng)阻力、選擇通風(fēng)設(shè)備的重要基礎(chǔ)。2.1作業(yè)面位置及數(shù)量1） 電耙道數(shù)

11、量該礦山產(chǎn)量為45×104t/a，根據(jù)手冊查取得電耙道日出礦量為270330t/d，在本次設(shè)計中取300t/d，年工作日取300天，則一個電耙道每年出礦量為9×104t/a，由產(chǎn)量計算同時工作的電耙道數(shù)目為5條。參考給定范例70萬噸生產(chǎn)能力，按比例調(diào)節(jié)為45萬噸生產(chǎn)能力也為5條，故認為設(shè)計合理。2） 回采天井鑿巖參照上述給定的70萬噸生產(chǎn)能力礦井通風(fēng)系統(tǒng)，結(jié)合本組生產(chǎn)能力為45萬噸，對70萬噸能力的工作面數(shù)量和主要井巷斷面進行調(diào)整，確定本組設(shè)計題目對應(yīng)的回采天井鑿巖工作面?zhèn)€數(shù)為3個。3） 采準切割同上確定本組設(shè)計題目對應(yīng)的采準切割工作面?zhèn)€數(shù)為6個。4） 放礦平巷同上確定本組

12、設(shè)計題目對應(yīng)的采放礦平巷工作面?zhèn)€數(shù)為7個。根據(jù)上述結(jié)果得出作業(yè)面位置及數(shù)量如下表所示。表2-1作業(yè)面位置及數(shù)量作業(yè)面類型一分段二分段三分段開拓合計電耙道回采天井鑿巖采準切割放礦平巷1422137153672.2回采天井鑿巖需風(fēng)量計算因為采礦方法為有底柱分段崩落法，鑿巖硐室可以設(shè)在鑿巖巷道，故采用貫穿風(fēng)流通風(fēng)。由上表知該次設(shè)計中同時工作的回采鑿巖天井為3個，按排塵風(fēng)速計算風(fēng)量，如式（2-1）：Q1=S·v （2-1）式中：S工作面過風(fēng)面積，m2； v要求的排塵風(fēng)速，m/s；鑿巖巷道應(yīng)不小于0.25m/s。設(shè)計取v=0.25m/s（引自文獻1 P202）。采用中深孔爆破，炮孔可自天井直接

13、鉆鑿，取鑿巖天井規(guī)格為2.7×2.7m（參考文獻2 P189自行修改設(shè)計），即S=7.29，代入計算得單個鑿巖工作面需風(fēng)量：Q1=0.25×7.29=1.823m3/s回采天井鑿巖工作面數(shù)為3，則總的需風(fēng)量：qh=3Q1=5.469m3/s2.3電耙道需風(fēng)量計算電耙道需風(fēng)量按排塵風(fēng)速計算風(fēng)量，如式（2-1）：Q2=S·v式中：S-工作面過風(fēng)面積，m2； v-要求的排塵風(fēng)速，m/s;電耙道要求的排塵風(fēng)速不應(yīng)小于0.5m/s。設(shè)計取v=0.5m/s（引自文獻1 P202），工作面過風(fēng)面積S查巷道規(guī)格表4-1取5.3m2，帶入計算得單條電耙道需風(fēng)量：Q2=0.5

14、5;5.3=2.65m3/s電耙道總數(shù)為5，則總的需風(fēng)量：qd=5×Q2=5×2.65=13.25m3/s2.4出礦平巷需風(fēng)量計算出礦平巷沒有二次爆破等特殊通風(fēng)需求，可按最低排塵風(fēng)速計算風(fēng)量，如式（2-1）：Q=S·v式中：S-工作面過風(fēng)面積，m2； v-要求的排塵風(fēng)速，m/s。設(shè)計取v=0.25m/s（引自文獻3 P1586），工作面過風(fēng)面積S查巷道規(guī)格表4-1取11.2m2，帶入計算得出礦平巷需風(fēng)量：Q3=11.2×0.25=2.8m3/s同時工作的出礦平巷數(shù)為7，則總的需風(fēng)量：qi=7×Q3=7×2.8=19.6m3/s2.5采

15、準、切割作業(yè)面需風(fēng)量計算采準、切割作業(yè)面需風(fēng)量按最低排塵風(fēng)速計算，如式（2-1）：Q=S·v式中：S-工作面過風(fēng)面積，m2； v-要求的排塵風(fēng)速，m/s。設(shè)計取v=0.25m/s(引自文獻1 P202），工作面過風(fēng)面積S查巷道規(guī)格表4-1取4m2，帶入計算得采準、切割作業(yè)面需風(fēng)量：Q4=4×0.25=1m3/s但在獨頭巷道掘進時應(yīng)考慮Q局0.7Q巷，故開拓巷道實際需風(fēng)量為即Q4=1.429m3/s。采準、切割作業(yè)面數(shù)為5，則總的需風(fēng)量：qj=5×Q4=5×1.429=7.145m3/s2.6開拓工程需風(fēng)量計算設(shè)計中，開拓工程只有一個工作面，作業(yè)面需風(fēng)量按

16、最低排塵風(fēng)速計算風(fēng)量，如式（2-1）：Q=S·v式中：S-工作面過風(fēng)面積，m2； v-要求的排塵風(fēng)速，m/s。設(shè)計取v=0.25m/s(引自文獻1P202），工作面過風(fēng)面積S查巷道規(guī)格表4-1取11.2m2，帶入計算開拓巷道需風(fēng)量：Qk=11.2×0.25=2.8m3/s但在獨頭巷道掘進時應(yīng)考慮Q局0.7Q巷，故開拓巷道實際需風(fēng)量為即Qk=4m3/s。2.7礦井總需風(fēng)量計算1） 根據(jù)實際需風(fēng)量計算總風(fēng)量礦井的總風(fēng)量為各采掘工作面、需獨立通風(fēng)的硐室與其他需風(fēng)量以及礦井漏風(fēng)量之總和，可按下式計算：Q=k1（qh+qj+qd+qi+qk） （2-2）式中： Q-礦井總風(fēng)量m3/s

17、； qh-回采天井鑿巖需風(fēng)量m3/s； qj-采切工作面所需風(fēng)量m3/s； qd-電耙道需風(fēng)量m3/s； qi-出礦平巷需風(fēng)量m3/s； k1-外部漏風(fēng)系數(shù)。 k1取1.2，帶入2.22.6的計算結(jié)果得：Q =k1（qh+qj+qd+qi+qk） =1.2×（5.469+13.25+19.6+7.145+4.0） =1.2×49.464=59.357m3/s按礦井或坑口的年生產(chǎn)量和年產(chǎn)萬噸耗風(fēng)量計算，如下式：Q=Aq （2-3）式中：Q- 礦井總風(fēng)量，m3/s； A-礦井年產(chǎn)量； q-年產(chǎn)萬噸耗風(fēng)量，m3/s。參照表2-2選取q=1.54.0，該礦山年產(chǎn)量為45萬t。代入數(shù)

18、值得計算結(jié)果：Q=67.5180m3/s分析比較上述兩種計算結(jié)果，顯然實際計算風(fēng)量偏小于估算法計算所得值，但在該次設(shè)計中未考慮一些硐室的需風(fēng)量，故認為設(shè)計合理。表2-2 年產(chǎn)萬噸耗風(fēng)量礦井類型q(m3/s)礦井類型q(m3/s)小型礦井2.04.5大型礦井1.23.5中型礦井1.54.0特大型礦井（規(guī)模250萬t/a以上）1.02.5資料來源：文獻3長沙有色冶金設(shè)計研究院.采礦設(shè)計手冊· 礦床開采卷下.中國建筑工業(yè)出版社 3. 風(fēng)量分配及風(fēng)速校核3.1風(fēng)量分配的原則1） 采掘工作面、井下硐室、主溜井等需風(fēng)點的供風(fēng)量，應(yīng)按照計算的需風(fēng)量并考慮備用系數(shù)進行分配。為保證風(fēng)流質(zhì)量，應(yīng)避免各采

19、掘工作面串聯(lián)通風(fēng)。2） 井下炸藥庫，破碎硐室和主溜井處應(yīng)獨立通風(fēng)，回風(fēng)流應(yīng)直接導(dǎo)入總回風(fēng)道或直通地表，否則必須采取凈化措施。3） 各風(fēng)路分配的風(fēng)量，應(yīng)與該風(fēng)路中阻力大小相吻合，否則應(yīng)采取措施進行調(diào)節(jié)。4） 多路進風(fēng)、多路排風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)，各路進風(fēng)、各路排風(fēng)的風(fēng)量應(yīng)與各路的風(fēng)阻相適宜。否則，會因分風(fēng)不合理而產(chǎn)生附加功耗。解決的方法是按風(fēng)量自然分配的規(guī)律進行解算，求出各路最合理的風(fēng)量。5） 在所有需風(fēng)點和有風(fēng)流通過的井巷中，最大風(fēng)速必須符合地下礦通風(fēng)規(guī)范的規(guī)定。3.2風(fēng)量分配的方法通過礦井各井巷的風(fēng)量，原則上應(yīng)根據(jù)礦井各需風(fēng)點的風(fēng)量、在通風(fēng)系統(tǒng)中所處的位置、漏風(fēng)地點和漏風(fēng)量來確定。為此必須詳細分析礦

20、井的漏風(fēng)狀況，力求使所確定的各巷道風(fēng)量值接近實際。進行風(fēng)量分配時，應(yīng)將各井巷的風(fēng)量值一一標在通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖上。漏風(fēng)風(fēng)路可用一條通大氣的插入線來表示。抽出式通風(fēng)時，在回風(fēng)段的始點上畫一漏風(fēng)風(fēng)路連通地表大氣，并標出漏風(fēng)量，使網(wǎng)路保持風(fēng)量平衡。而在設(shè)計工作中，具體漏風(fēng)地點和漏風(fēng)量的判斷是非常困難的。因此，風(fēng)量的分配方法可按是否具體考慮漏風(fēng)分為不考慮具體漏風(fēng)情況的風(fēng)量調(diào)節(jié)和考慮具體漏風(fēng)情況的風(fēng)量調(diào)節(jié)。此次設(shè)計選擇第一種方法，即不考慮具體漏風(fēng)情況的風(fēng)量分配。這種方法不具體計算通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的漏風(fēng)量，而是在總風(fēng)量中考慮備用系數(shù)k，即按所需風(fēng)量乘以備用系數(shù)k進行分配。編者主要考慮了獨頭巷道掘進通

21、風(fēng)時Q局0.7Q巷，以避免產(chǎn)生循環(huán)渦風(fēng)流。 圖3-1 典型節(jié)點風(fēng)量分配圖注：上圖A、B等大寫字母代表節(jié)點處各分支的風(fēng)量。現(xiàn)以典型節(jié)點6和節(jié)點20為例說明該次設(shè)計風(fēng)量的分配。如圖3-1，在節(jié)點6處，進入節(jié)點6的風(fēng)量分為三個方向，如若不考慮漏風(fēng)，則三個方向的風(fēng)流量之和即為該節(jié)點通過的風(fēng)流量，即 A=B+C+D （3-1）在節(jié)點20處，由于考慮了獨頭巷道掘進通風(fēng)時Q局0.7Q巷，不考慮漏風(fēng)時，即G0.7F=0.7E （3-2）按上述原則、方法進行風(fēng)量分配后，具體巷道所對應(yīng)的風(fēng)量見表4-1和圖3-2、圖3-3。 圖3-2 風(fēng)量分配結(jié)果示意圖3.3風(fēng)速校核幾乎井下所有巷道都起通風(fēng)作用，當(dāng)通過該巷道的風(fēng)量

22、確定后，斷面越小，風(fēng)速越大。過大的風(fēng)速會揚起粉塵，影響作業(yè)環(huán)境，為此，進行風(fēng)量分配后必須對巷道的風(fēng)速進行校核，只有當(dāng)風(fēng)速滿足安全規(guī)程的規(guī)定后，才可認為風(fēng)量分配合理。否則必須調(diào)整風(fēng)量或斷面積，通常風(fēng)速校核按下式驗算： （3-3） 按上式計算所得風(fēng)速如表4-1，經(jīng)與表3-1比對后，各個巷道風(fēng)速均滿足安全規(guī)程的規(guī)定。除表4-1所列出的巷道外，其余巷道的風(fēng)速也是按照式（3-3）計算，與表3-1比對后，各個巷道風(fēng)速均滿足安全規(guī)程的規(guī)定。表3-1 井巷斷面平均最高風(fēng)速規(guī)定井巷名稱最高風(fēng)速/m·s-1專業(yè)風(fēng)井，專用總進、回風(fēng)道15專用物料提升井12楓橋10提升人員和物料的井筒，主要進、回風(fēng)道，修理

23、中的井筒，主要斜坡道8運輸巷道、采區(qū)進風(fēng)道6采場、穿脈巷道4注：1.設(shè)梯子間的井筒風(fēng)速不得超過8m/s 2.修理井筒時，風(fēng)速不得超過8m/s資料來源：文獻5趙興東.井巷工程.北京：冶金工業(yè)出版社2010.54. 計算礦井總阻力對于抽出式礦井來說，礦井通風(fēng)總阻力就是從入風(fēng)井口到扇風(fēng)機風(fēng)硐之間風(fēng)流的全壓差值。繪制通風(fēng)示意圖及通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖如附圖，該次設(shè)計中在通風(fēng)系統(tǒng)圖上找出風(fēng)路最長、風(fēng)量最大的一條線路（圖中節(jié)點處標數(shù)字的線路）為阻力最大的線路。各分段的摩擦阻力按下式計算：hf=Q2 （4-1）式中：h-摩擦阻力，pa； -摩擦阻力系數(shù)，N·s2·m-4；L-巷道長度，m； P-通風(fēng)

24、斷面周界長度，m； S-通風(fēng)斷面面積，m2； Q-通風(fēng)風(fēng)量，m3·s-1；計算所得各段摩擦阻力如表4-1。則全礦的摩擦阻力：hf=h1-2+h2-3+···+h18-19 （4-2）代入表4-1計算得hf = 466.815pa。 根據(jù)有關(guān)設(shè)計資料簡紹，全礦的局部阻力可根據(jù)總摩擦阻力進行估算。一般認為，總局部阻力大致等于總摩擦阻力的10%20%，在此次設(shè)計中取20%，即：hj=0.2×hf （4-3）代入hf =466.815pa計算得hj=93.363pa。因此礦井總風(fēng)阻： ht=hj+hf （4-4）代入hf= 466.815pa；hj=9

25、3.363pa ，計算得 ： ht= 93.363+466.815=560.178pa 表4-1摩擦阻力及風(fēng)速計算表始節(jié)點末節(jié)點巷道名稱支護形式及井筒裝備摩擦阻力系數(shù)×103/（N·s2·m-4）巷道形狀巷道面積/（m2）巷道周長/m巷道長度/m摩擦風(fēng)阻Rf×103/(N·s2·m-8）風(fēng)量/(m3·s-1)風(fēng)速/(m·s-1)摩擦阻力/pa12主平硐混凝土砌碹3.5拱形12.814.41403.365 49.464 3.864 8.232 23副井吊框木支護，雙罐籠，梯子間38圓形15.41650083.236

26、49.464 3.212 203.653 34石門混凝土砌碹5矩形12.814.4702.403 45.464 3.552 4.967 45主要運輸巷道無4拱形11.212.81003.644 45.464 4.059 7.533 56主要運輸巷道無4拱形11.212.8120.437 40.014 3.573 0.700 67主要運輸巷道無4拱形11.212.8120.437 37.214 3.323 0.606 78主要運輸巷道無4拱形11.212.8120.437 27.910 2.492 0.341 89主要運輸巷道無4拱形11.212.8120.437 25.110 2.242 0.

27、276 910人行通風(fēng)天井梯子、臺板32矩形481560.000 5.300 1.325 1.685 1011電耙道無55矩形5.39.240135.951 2.650 0.500 0.955 1112回風(fēng)平巷無14拱形11.212.8121.531 9.154 0.817 0.128 1213回風(fēng)平巷無14拱形11.212.8121.531 11.804 1.054 0.213 1314回風(fēng)平巷無14拱形11.212.8121.531 14.454 1.291 0.320 1415回風(fēng)平巷無14拱形11.212.832040.816 17.104 1.527 11.941 1516排風(fēng)井無1

28、4圓形12.612.6151.323 46.814 3.715 2.899 1617排風(fēng)井無14圓形12.612.648042.328 59.357 4.711 149.132 1718排風(fēng)平巷無14矩形11.212.88010.204 59.357 5.300 35.952 1819排風(fēng)井無14圓形12.612.612010.582 59.357 4.711 37.283 注：摩擦阻力系數(shù)×103/（N·s2·m-4）的值均系取自長沙有色冶金設(shè)計研究院.采礦設(shè)計手冊2.中國建筑 工業(yè)出版 社，由于回風(fēng)平巷在手冊沒有對應(yīng)值可參考，在設(shè)計取值時參考手冊給出的無裝備、

29、無支護的通 風(fēng)井的之值。 節(jié)點編號對應(yīng)于礦井通風(fēng)系統(tǒng)立體圖中的帶圈的數(shù)字節(jié)點。 5.選擇扇風(fēng)機5.1扇風(fēng)機工作風(fēng)量計算在通風(fēng)設(shè)計中，通常利用廠家提供的風(fēng)機個體特性曲線產(chǎn)品樣本來選擇礦井主要扇風(fēng)機，在具體選型時，必須計算通風(fēng)系統(tǒng)要求扇風(fēng)機提供的風(fēng)量和風(fēng)壓。扇風(fēng)機的風(fēng)量Qf=KQt （5-1）式中：K-扇風(fēng)機裝置的風(fēng)量備用系數(shù)，一般取1.1；當(dāng)風(fēng)井有提升任務(wù)時取1.2；當(dāng)風(fēng)機性能可靠、風(fēng)墻不漏風(fēng)時可取1； Qt-礦井要求的總風(fēng)量，m3/s。此次設(shè)計中取1.1，Qt取2.7節(jié)的計算結(jié)果59.357m3/s，帶入后得Qf=1.1×59.357=65.293m3/s。5.2扇風(fēng)機工作風(fēng)壓計算扇

30、風(fēng)機產(chǎn)生的風(fēng)壓不僅用于克服礦井總阻力，同時還要克服反向的礦井自然風(fēng)壓、扇風(fēng)機裝置的通風(fēng)阻力以及礦井出口動壓損失。按困難時期計算時，扇風(fēng)機的標準風(fēng)壓（靜壓）可按下式計算：Hf=ht+Hn+hr （5-2）式中：Hf-扇風(fēng)機工作風(fēng)壓，pa ht-礦井總阻力，pa Hn-自然風(fēng)壓，pa hr-扇風(fēng)機裝置阻力，pa計算中礦井總阻力取第4節(jié)中的計算結(jié)果，ht=560.178pa；自然風(fēng)壓和扇風(fēng)機裝置阻力由設(shè)計中已給出，Hn=130pa； hr=150pa，代入上述值后得：Hf=560.178+130+150 =840.178pa5.3選擇扇風(fēng)機主要通風(fēng)機是礦山主要的生產(chǎn)設(shè)備，其功耗是相當(dāng)可觀的，因此選擇

31、的風(fēng)機性能應(yīng)盡量與通風(fēng)系統(tǒng)相匹配。在風(fēng)機選擇時應(yīng)遵循以下一些重要原則。1) 圖解所得風(fēng)機工況點的風(fēng)量不得小于計算風(fēng)量，但也不應(yīng)多的太多，風(fēng)機效率一般不應(yīng)低于0.7；2) 為保證風(fēng)機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，圖解所得風(fēng)機工況點應(yīng)處于風(fēng)機性能曲線峰點的右側(cè)。對于軸流式風(fēng)機該工況點的風(fēng)壓不得超過風(fēng)機性能曲線上最大風(fēng)壓的9095%（曲線平緩的取大值，反之取小值）；3) 在滿足計算風(fēng)量的前提下，應(yīng)選用軸功率最低的風(fēng)機實際耗能最低者；4) 風(fēng)機的選型應(yīng)以滿足除，中期內(nèi)某一特定的時間要求為主，經(jīng)改變?nèi)~片角或葉輪轉(zhuǎn)速后，即能兼顧較長一段時間礦井生產(chǎn)對風(fēng)量和風(fēng)壓的要求；5) 當(dāng)?shù)V井通風(fēng)等積孔變化較大或服務(wù)時間較長，一臺風(fēng)機不宜

32、兼顧整個時期的工況要求，應(yīng)考慮分期設(shè)置風(fēng)機的經(jīng)濟合理性，為不影響生產(chǎn)，應(yīng)在井口或風(fēng)道上留有另接風(fēng)道和修新機房的空間；6) 主通風(fēng)機應(yīng)設(shè)置一臺備用電機，有多臺主通風(fēng)機工作的礦井，相同的備用電機其臺數(shù)應(yīng)適當(dāng)減少；7) 在同一風(fēng)井中應(yīng)盡量采用單一風(fēng)機工作制，采用雙機并聯(lián)運轉(zhuǎn)時以相同風(fēng)機為好；8) 配置離心式風(fēng)機時要注意風(fēng)機出風(fēng)口的角度，使機房和風(fēng)道與所處的地形相適應(yīng)。5.3.1初選風(fēng)機按以上扇風(fēng)機風(fēng)量和風(fēng)壓計算結(jié)果，本著上述一些重要原則和計算的扇風(fēng)機工作風(fēng)量、工作風(fēng)壓均落在初選風(fēng)機的風(fēng)量區(qū)間和風(fēng)壓區(qū)間為前提，查文獻4長沙黑色冶金礦山設(shè)計研究院.采礦設(shè)計手冊· 礦山機械卷.中國建筑工業(yè)出版社

33、常用風(fēng)機一覽表（P592），參考風(fēng)量和風(fēng)壓范圍，初選主扇風(fēng)機為62A14-11軸流式，風(fēng)機主要參數(shù)表如表5-1。表5-1 62A14-11軸流式風(fēng)機主要參數(shù)葉輪直徑(m)2.4反風(fēng)方式反轉(zhuǎn)葉輪轉(zhuǎn)數(shù)(v/min)500、600、750、1000噪聲程度較高風(fēng)量范圍(m3/s)16250性能調(diào)整方法變電機轉(zhuǎn)速、變?nèi)~片數(shù)、變?nèi)~片角風(fēng)壓范圍(kpa)靜壓0.14.7功率范圍(kw)10900結(jié)構(gòu)及性能特征葉片數(shù)有8、16兩種最高效率(%)84備注取代70B2傳動方式直連生產(chǎn)廠家沈陽鼓風(fēng)機廠5.3.2確定扇風(fēng)機1） 計算困難時期扇風(fēng)機的工作風(fēng)阻，如式（5-3）： （5-3） 代入5.1、5.2節(jié)的計算結(jié)

34、果得：=0.197N·s2·m-8在扇風(fēng)機特性曲線圖上繪制風(fēng)阻特性曲線，如圖5-1。 圖5-1 62A14-11No24軸流式風(fēng)機特性曲線 v=600r/min當(dāng)R曲線與扇風(fēng)機特性曲線相交于M點（葉片安裝角為25°）時，由圖看出M點在合理的工作范圍內(nèi)，所對應(yīng)的風(fēng)量為67.068 m3/s，風(fēng)壓為860.0 Kpa，功率為58kw，效率為0.83。與5.1、5.2節(jié)的計算結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)M點所對應(yīng)的風(fēng)量、風(fēng)壓稍大于扇風(fēng)機工作風(fēng)量、風(fēng)壓，是較為理想的工況點。最終確定扇風(fēng)機型號為62A14-11軸流式風(fēng)機，主要參數(shù)如表5-1。表5-1 62A14-11軸流式風(fēng)機主要參數(shù)葉輪

35、直徑(m)2.4反風(fēng)方式反轉(zhuǎn)葉輪轉(zhuǎn)數(shù)(v/min)600葉片安裝角25°風(fēng)量范圍(m3/s)16250性能調(diào)整方法變電機轉(zhuǎn)速、變?nèi)~片數(shù)、變?nèi)~片角風(fēng)壓范圍(kpa)靜壓0.14.7功率范圍(kw)10900結(jié)構(gòu)及性能特征葉片數(shù)有8、16兩種最高效率(%)84備注取代70B2傳動方式直連生產(chǎn)廠家沈陽鼓風(fēng)機廠6.電機功率計算及選擇6.1計算扇風(fēng)機輸入功率通風(fēng)困難時期扇風(fēng)機的輸入功率（軸功率）按式（6-1）計算： （6-1） 式中：Hs扇風(fēng)機靜壓，pa； Qs扇風(fēng)機風(fēng)量，m3/s； s扇風(fēng)機靜壓效率。帶入5.3.2節(jié)的風(fēng)量67.068 m3/s，風(fēng)壓860.0 pa，效率0.83，計算得輸入

36、功率（軸功率）N=69.422kw。6.2計算電機功率電動機的額定功率按式（6-2）計算： （6-2）式中：N 扇風(fēng)機輸入功率，kw； m 電動機的效率，m =0.920.94； e 傳動效率，直連傳動時tr=1； K 電動機容量備用系數(shù)，軸流式取K=1.11.2。設(shè)計取m=0.93，K=1.1，e =1，再帶入6.1節(jié)的計算結(jié)果，計算得Ne =82.112kw。根據(jù)計算的電動機額定功率N及扇風(fēng)機的所要求的轉(zhuǎn)數(shù)，選取電機為Y355M2-10，其主要性能參數(shù)如表6-1。必要時可配置YOTHR875調(diào)速型液力耦合器。表6-1 Y355M2-10型電動機主要性能參數(shù) 型 號額定功率 額定電流 轉(zhuǎn)速

37、效率 功率因數(shù) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩噪聲振動速度 重量額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩1級2級 kW Ar/min%COS倍倍倍dB(A)mm/skgY355M2-1011023059593.20.81.26.02.0964.517757. 局部通風(fēng)、通風(fēng)構(gòu)筑物7.1局部通風(fēng)按通風(fēng)動力形式不同，掘進通風(fēng)方法可分為局部扇風(fēng)機通風(fēng)、礦井總風(fēng)壓通風(fēng)和引射器通風(fēng)三種。其中，局部扇風(fēng)機通風(fēng)是最為常用的一種掘進通風(fēng)方法，該設(shè)計也采用此通風(fēng)方法。局部扇風(fēng)機通風(fēng)按其工作方式不同又分為壓入式、抽出式和混合式三種，其優(yōu)缺點比較及適用條件如下： 圖7-1 壓入式通風(fēng)示意圖1）壓入式通風(fēng)時，局部扇風(fēng)機及其附屬電器設(shè)備均布置在新鮮風(fēng)流中，污風(fēng)不通過局部扇風(fēng)機，安全性好；而抽出式通風(fēng)時，對于煤礦含瓦斯的污風(fēng)通過局部扇風(fēng)機，若局部